进气歧管之概念设计

汽车发动机进气歧管的结构研究目录一、对进气歧管的认识 (2)二、进气歧管的设计原则 (4)三、对化油器、喷油嘴、单点喷射、多点喷射的认识 (5)3.1 化油器 (5)3.2 喷油嘴 (6)3.3 单点电喷 (6)3.4 多点喷射 (7)四、可变排气歧管原理 (8)4.1 变长度 (10)4.2 变截面 (10)五、可变进气歧管的分类 (11)5.1 可变长度进气歧管 (11)5.1.1 可变长度进气歧管原结构方案 (11)5.1.2 可变长度进气歧管新方案结构 (12)5.2 双通道可变进气歧管 (12)5.3 主副通道式可变进气歧管 (13)5.4.1 旋转式无级可变进气歧管 (15)5.4.2 伸缩式无级可变进气歧管 (16)5.4.3 活动插接可变进气歧管 (16)5.5 共鸣进气系统的结构 (16)一、对进气歧管的认识海狮发动机进气歧管上下体汽车发动机配件-4G22D4进气歧管在谈到进气歧管之前，先来想想空气是怎样进入引擎的。

通过学习活塞在汽缸内的运作，当引擎处于进气行程时，活塞往下运动使汽缸内产生真空，与外界空气产生压力差，让空气能进入汽缸内。

举例来说，就像护士小姐将药水吸入针桶内的过程一样，假想针桶就是引擎，那么当针桶内的活塞向外抽出时，药水就会被吸入针桶内，而引擎就是这样把空气吸到汽缸内的。

进气歧管位于节气门与引擎进气门之间，之所以称为歧管，是因为空气进入节气门后，经过歧管缓冲后，空气流道就在此分歧了，对应引擎汽缸的数量，如四缸引擎就有四道，五缸引擎则有五道，将空气分别导入各汽缸中。

以自然进气引擎来说，由于进气歧管位于节气门之后，所以当引擎油门开度小时，汽缸内无法吸到足量的空气，就会造成歧管真空度高；而当引擎油门开度大时，进气歧管内的真空度就会变小。

因此，喷射供油引擎都会在进气歧管上装设一个压力计，供给ECU（ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。

汽车发动机进气歧管的结构研究目录一、对进气歧管的认识 (2)二、进气歧管的设计原则 (4)三、对化油器、喷油嘴、单点喷射、多点喷射的认识 (5)3.1 化油器 (5)3.2 喷油嘴 (6)3.3 单点电喷 (6)3.4 多点喷射 (7)四、可变排气歧管原理 (8)4.1 变长度 (10)4.2 变截面 (10)五、可变进气歧管的分类 (11)5.1 可变长度进气歧管 (11)5.1.1 可变长度进气歧管原结构方案 (11)5.1.2 可变长度进气歧管新方案结构 (12)5.2 双通道可变进气歧管 (12)5.3 主副通道式可变进气歧管 (13)5.4.1 旋转式无级可变进气歧管 (15)5.4.2 伸缩式无级可变进气歧管 (16)5.4.3 活动插接可变进气歧管 (16)5.5 共鸣进气系统的结构 (16)一、对进气歧管的认识海狮发动机进气歧管上下体汽车发动机配件-4G22D4进气歧管在谈到进气歧管之前，先来想想空气是怎样进入引擎的。

通过学习活塞在汽缸内的运作，当引擎处于进气行程时，活塞往下运动使汽缸内产生真空，与外界空气产生压力差，让空气能进入汽缸内。

举例来说，就像护士小姐将药水吸入针桶内的过程一样，假想针桶就是引擎，那么当针桶内的活塞向外抽出时，药水就会被吸入针桶内，而引擎就是这样把空气吸到汽缸内的。

进气歧管位于节气门与引擎进气门之间，之所以称为歧管，是因为空气进入节气门后，经过歧管缓冲后，空气流道就在此分歧了，对应引擎汽缸的数量，如四缸引擎就有四道，五缸引擎则有五道，将空气分别导入各汽缸中。

以自然进气引擎来说，由于进气歧管位于节气门之后，所以当引擎油门开度小时，汽缸内无法吸到足量的空气，就会造成歧管真空度高；而当引擎油门开度大时，进气歧管内的真空度就会变小。

因此，喷射供油引擎都会在进气歧管上装设一个压力计，供给ECU（ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。

进气歧管原理进气歧管是内燃机中的一个重要组成部分，它承担着引入空气与燃料混合的任务，进而为发动机的燃烧提供必要的氧气。

其原理是利用汽缸的活塞下行时产生的负压，使空气通过进气道进入进气歧管，然后再进入汽缸进行燃烧。

进气歧管起到了连接发动机进气系统与燃料系统的桥梁作用。

它的结构一般是由铝合金、塑料等材料制成，具有一定的强度和耐热性。

进气歧管的形状和长度会影响到发动机的进气效果，因此在设计时需要考虑各种因素，以提高发动机的性能和燃烧效率。

进气歧管的工作原理可以简单地用一个物理定律来解释，即波动原理。

当活塞下行时，汽缸内形成了一个负压区域，进气门打开后，外部空气会通过进气道进入进气歧管。

随着活塞上行，压缩空气被送入汽缸中，与燃料混合后进行燃烧。

通过这个过程，引入了更多的氧气，提高了燃烧效率。

进气歧管的设计需要考虑到各种因素，比如进气歧管的截面积、长度、弯曲角度等。

这些参数的选择会影响到进气的流速、流量和流向，从而影响到发动机的性能。

例如，进气歧管的截面积越大，可以引入更多的空气，增加燃烧的供氧量，提高发动机的功率输出。

而进气歧管的长度、弯曲角度则会影响到进气的流速和流向，进而影响到燃烧的效果。

除了结构参数的选择外，进气歧管的设计还需要考虑到流动特性。

进气歧管内部的流动是复杂而多变的，需要通过计算机模拟和实验验证来确定最佳设计。

通过调整进气歧管的形状和长度，可以使进气流动更加平稳，减少阻力和湍流，提高进气效果。

进气歧管在发动机的工作过程中扮演着重要的角色。

它不仅决定了进气系统的效率，还直接影响到发动机的燃烧效果和输出功率。

因此，在发动机的设计和改进中，进气歧管的优化是一个重要的方向。

通过合理的设计和调整，可以提高发动机的性能和燃烧效率，降低油耗和排放。

进气歧管是发动机中不可或缺的组成部分。

它通过利用活塞下行时产生的负压，引入空气并与燃料混合，为发动机的燃烧提供必要的氧气。

进气歧管的设计需要考虑到各种因素，包括结构参数的选择和流动特性的优化。

国外进气歧管的研究现状进气歧管是发动机的关键部件之一，负责将空气和燃料混合物引入发动机燃烧室。

这一领域的研究一直受到全球汽车制造商和研究机构的广泛关注。

本文将介绍国外对进气歧管的研究现状，并聚焦于其设计、材料和流动性能等方面的进展。

一、进气歧管的设计在进气歧管的设计中，目标是实现最佳空气燃料混合，提高发动机的燃烧效率和功率输出。

为了实现这一目标，国外研究者通过优化歧管的形状、长度和截面积等参数，来改善进气流动的特性。

其中，计算流体力学（CFD）模拟和实验测试等方法被广泛应用于进气歧管设计中。

研究表明，采用特定的歧管形状可以在不同转速下实现更高的空气流量和更均匀的气缸进气分布。

例如，进口截面逐渐增大的渐变歧管设计能够提高进气流动的均匀性，从而改善燃烧室内的混合状态。

此外，长度和曲率等参数的优化也被证明能够改善进气歧管的性能。

二、进气歧管材料的研究进气歧管的材料选择直接影响到其耐久性和性能表现。

为了提高歧管的耐久性和降低重量，国外研究者开始研究新型材料的应用。

例如，铝合金和镁合金等轻质材料的应用被广泛研究，这些材料不仅可以减轻发动机的整体重量，还具有较好的机械性能和耐腐蚀性。

此外，还有研究探索利用复合材料、陶瓷材料和纤维增强塑料等材料来制造进气歧管。

这些新材料具有高强度、高刚性和良好的耐腐蚀性，能够满足发动机高温和高压环境下的要求。

三、进气歧管的流动性能研究进气歧管的流动性能直接影响到发动机的燃烧效率和动力输出。

国外研究者通过实验测试和数值模拟等方法，研究了进气歧管中的流动特性，并进行了优化设计。

研究表明，降低进气系统的阻力和压力损失是提高发动机性能的关键。

为了降低阻力，一种常用的方法是通过在进气歧管内部设置流动控制装置，如壁面纹理、剪切层和定向流等。

这些措施能够改善进气流动的均匀性并减少压力损失。

此外，还有研究探索了利用进气歧管的分段设计和变流道技术来实现流量和压力的调节。

这些技术能够根据引擎负荷和工况要求，灵活调整进气歧管的几何形状和流道长度，以提供最佳的流动特性。

目录1、目的 (3)2、适用范围 (3)3、进气歧管介绍 (3)3.1进气岐管功能介绍 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2进气岐管分类 ................................................................................................. 错误!未定义书签。

3.3 塑料进气岐管的优点 (5)4. 进气岐管模具设计要点及注意事项 (6)4.1浇注系统 (6)4.2 冷却系统 (7)4.3 顶出系统 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。

4.4 模具材料的选择 (11)4.5 模具尺寸公差控制 (12)5典型模具结构介绍 (15)进气管类模具设计规范页次3/231.目的加强对进气歧管各部分功能的认识，规范进气歧管模具设计。

2.适用范围本标准适用于青岛华涛汽车模具有限公司模具设计部。

3.进气歧管介绍3.1进气岐管功能介绍进气歧管是发动机进气系统最重要的部件，决定着发动机的进气效率，对整机性能有非常大的影响。

进气歧管固定在发动机的气缸盖上，是形状复杂的中空制品，承受气缸盖燃烧室燃料燃烧时传递的热量和振动。

下图为进气歧管总成示意图进气管类模具设计规范页次4/23 3.2进气岐管分类进气岐管按照发动机的类型分为汽油机和柴油机两种。

3.2.1 汽油机进气歧管分为自然吸气式和增压式两类，如下图所示：自然吸气式进气歧管功能图增压式进气歧管功能图进气管类模具设计规范页次5/233.2.2柴油机进气歧管分为一般柴油机进气歧管和带有可变涡流控制系统的进气歧管,如下图所示：一般柴油机进气歧管功能图带有可变涡流控制系统的进气歧管功能图3.3 塑料进气岐管的优点3.3.1 轻量化。

可变进气歧管的工作原理可变进气歧管是一种能够在不同转速下调整引擎进气的设备，被广泛运用于现代汽车引擎中，旨在提高燃油经济性和性能表现。

下面，让我们来深入探讨一下可变进气歧管的工作原理。

1.可变进气歧管概述可变进气歧管是一种由弹簧、活塞等构成的装置，通常与汽车引擎的进气系统相结合。

具体而言，可变进气歧管可以通过改变气流管道的长度和形状来控制引擎进气量的大小和速度。

2.工作原理可变进气歧管的工作原理可以简单概括为三部分：波动原理、频率匹配和机械控制。

首先，波动原理指的是涡轮增压器和可变进气歧管之间的波动，可以在不同转速下实现最佳的进气效率。

具体来讲，在汽车运行时，引擎产生的气流经过涡轮增压器进入歧管后，会产生一个波动，而可变进气歧管正是利用这个波动来提高引擎的进气效率。

其次，频率匹配与引擎设计有关，可以确保进气管的长度和形状在不同转速下始终匹配。

一般来说，高转速下引擎需要更多的气流量，而低转速下则需要更多的气流速度来提高燃烧效率。

因此，可变进气歧管可以根据车辆的运行状态来改变进气道的长度和形状，实现最优匹配。

最后，机械控制是可变进气歧管能够对引擎进气自如控制的关键部分。

这个过程可以通过弹簧、活塞等方式进行。

具体来讲，当车辆在高速运行状态下，弹簧可以将可变进气歧管伸展到最大长度，使之适应高转速下的气流需求。

而当车辆在低速运行状态下，活塞可以将进气管道缩短，实现更快的气流速度。

3.应用可变进气歧管目前已成为大多数汽车引擎中的标配之一，广泛应用于不同类型的发动机和市场。

通过合理使用可变进气歧管，可以提高燃油经济性、加速和动力表现，降低排放和减少噪音等的目的。

总体而言，可变进气歧管是一种高度有效的技术，可以使引擎在整个转速范围内更加灵活和高效地工作。

通过不断创新和技术进步，可变进气歧管将继续成为汽车引擎设计和制造中不可或缺的一部分。

汽车进气岐管-CAESES仿真优化经验分享进气岐管是汽车进气管之后到气缸盖进气道之间的进气管路，对于气道燃油喷射式发动机或者柴油机来说，它的功能是将洁净的空气持续分配给各缸进气道。

在脉冲式吸气过程中，为了各个气缸燃烧状况相同，要求每个气缸的进气状况尽可能保持一致（图1所示）。

图1 进气岐管-来自网络因此，在进气岐管设计时除了减少流动损失之外，还要求各缸进气口流速和压力均匀。

在仿真设计过程中，因进气岐管造型复杂，通过单一参数的调节往往无法得到理想方案，且耗时耗力。

本文采用CAESES软件对进气岐管进行全参数化建模，链接商业仿真软件（如Star-CCM+）对多个关键参数进行同时优化，通过自动化仿真计算快速高效地得到了优化方案。

本次分享的输入条件为进气歧管，对已有参考模型进行参数优化建模仿真。

整个仿真优化过程依托于CAESES仿真优化软件进行，主要分为CAESES参数化建模、CFD仿真及脚本录制、软件链接仿真优化三个部分。

希望本人的优化尝试能让大家对CAESES这款软件更为了解，同时也能为进气岐管或是类似模型的仿真优化提供思路。

一、CAESES参数化建模本方案的进气歧管连接有4个气缸，进气管与4个出气口之间通过一个腔室进行串联，同时实现气流分配。

整个CAESES参数化建模过程主要为8个步骤（如图2所示），参考已有模型尺寸及位置，分别创建入口段、中间腔体和4个出口段；接着创建入口和出口分别与中间腔体之间的连接段；然后对中间腔体和其他连接曲面进行分割及闭合处理，并得到完整进气岐管模型。

图2 进气歧管参数化建模过程模型变形，除了全参数化建模，还可以针对已有模型通过“Free Form Deformation”自由变形、直接参数控制、间接关联控制等多种方法对现有模型进行外形变化（如图3所示），通过对关键位置的变形控制获取不同方案的CFD 结果，从而达到优化的目的。

（a）Free FormDeformation （b）直接参数控制（c）间接关联控制图3 参数变化演示二、软件链接仿真优化网格生成及CFD计算采用现在较为流行的商业仿真软件Star-CCM+，参数化建模生成“stl”数模，仿真计算流程生成“java”脚本文件，整个仿真优化流程如图4所示。

C14DVVT汽油机进气歧管设计研究摘要进气歧管是发动机进气系统最关键的零部件，由于塑料进气歧管的成本低、质量轻等优点，已逐渐取代了传统的铝合金铸件歧管。

为了提高发动机的效率和扭矩，改善发动机的性能，提高汽车的动力性和燃油经济性，针对C14DVVT发动机的进气歧管进行设计研究。

采用先进的计算机技术进行设计、计算及分析。

先通过CATIA进行三维建模，然后导出进气歧管内部气流的计算域，再用商业化CFD软件FIRE对进气歧管内部的气体流动进行分析计算并提出改进意见，最后完成进气歧管的设计。

关键词：进气歧管设计，塑料，FIRE分析优化Design Research of C14DVVT Engine Intake ManifoldAbstractAir intake manifold was the most critical component in the engine intake system.Plastic air intake manifolds successfully replaced the aluminum air intake manifolds for its good performance,lower weight and costs.In order to improve the efficiency of the engine,the torque and the engine performance,greatly improve the power performance and fuel economy of vehicles,study the design of C14DVVT engine intake manifold .Using advanced computer technology to design, calculation and analysis.First through the CATIA to build 3D model, and then get calculation domain of internal air intake manifold,and then use commercial CFD software FIRE for the analysis of gas flow and put forward the improvement opinion, finally completed the design of the intake manifold.Keywords: design of intake manifold, plastic, the FIRE analysis optimization第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 进气歧管综述 (1)1.2.1 进气歧管的功用 (1)1.2.2 进气歧管的总成结构以及组成 (2)1.2.2.1 汽油机进气歧管 (2)1.2.2.2 柴油机进气歧管 (3)1.3 发动机进气歧管的发展现状及趋势 (4)1.3.1 进气歧管发展现状 (4)1.3.2 塑料进气歧管的优势 (5)1.3.3 塑料进气歧管的材料及产品要求 (6)1.3.4 塑料进气歧管制造工艺的选择 (7)1.4 本课题研究意义及主要研究内容 (7)第二章进气歧管的设计流程概述 (9)2.2 概念设计 (9)2.2.1 概念设计阶段输入 (9)2.2.2 概念设计阶段输出 (9)2.3 布置设计 (9)2.4 详细设计 (10)第三章进气歧管结构尺寸设计 (11)3.1 设计原则 (11)3.2 参数选定 (11)3.2.1稳压腔容积的选定 (11)3.2.2歧管长度的选定 (12)3.2.3歧管直径的选定 (12)第四章进气歧管的三维建模 (14)4.1 三维软件CATIA介绍 (14)4.2 CATIA建模 (15)第五章进气歧管流动分析及设计研究 (17)5.1 CFD概述 (17)5.2 AVL FIRE软件简述 (17)5.3 流体动力学控制方程 (18)5.3.1 质量守恒方程 (18)5.3.2 动量守恒(N-S方程)方程 (18)5.3.3 能量方程 (19)5.3.4 湍流输运方程 (19)5.4 用FIRE进行分析计算 (21)5.4.1 划分网格 (22)5.4.2 计算参数设置 (25)5.4.3 结果分析 (30)5.4.4 提出改进意见 (34)第六章全文总结 (35)参考文献 (36)致谢 (39)第一章绪论1.1 引言汽车产业是国民经济重要的支柱产业，产业链长、关联度高、就业面广、消费拉动大，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用[1]。

发动机的进气歧管设计与优化随着汽车工业的不断发展，发动机的设计与优化成为了制约汽车性能和燃油经济性的重要因素之一。

发动机的进气歧管作为发动机的重要组成部分，其设计与优化对于发动机性能和燃烧效率具有重要意义。

一、进气歧管的功能进气歧管是将空气引入发动机的管道系统，其主要功能有以下几个方面：1. 引导空气流向：进气歧管通过良好的设计与优化，能够将空气顺利引导进入发动机的气缸内，确保充分的进气量。

2. 匹配气缸容积：通过调整进气歧管的长短和直径，可以实现不同发动机气缸容积的匹配，提高发动机的燃烧效率。

3. 增加进气流速：优化进气歧管的形状和流道设计，可以增加进气流速，提高进气效果。

4. 分配空气流量：进气歧管能够将空气按照不同气缸的需要进行合理分配，保证每个气缸都能获得足够的空气量。

二、进气歧管的设计原则在进行进气歧管的设计与优化时，需要遵循以下几个原则：1. 匹配发动机参数：进气歧管的设计应该与发动机的参数相匹配，包括气缸容积、气缸数、最大转速等，以确保进气系统的协调运作。

2. 提高流速：通过优化进气歧管的形状和流道设计，可以增加进气流速，提高进气效果，使得发动机在低转速下也能获得较好的动力输出。

3. 平衡进气分配：进气歧管应该能够平衡进气分配，确保每个气缸都能获得均衡的空气流量，避免部分气缸过贫或过油现象。

4. 考虑燃油经济性：优化进气歧管的设计还需要兼顾燃油经济性，尽可能减小进气阻力和能源损失，提高燃油利用率。

三、进气歧管的优化方法为了实现进气歧管的优化设计，可以采用以下几种方法：1. 流场分析与模拟：通过使用计算流体力学（CFD）软件对进气歧管进行流场分析与模拟，可以评估不同设计参数对进气流动和阻力的影响，从而指导优化设计。

2. 歧管设计参数优化：通过对进气歧管关键参数的优化选择，如歧管长度、直径、弯曲角度等，可以实现进气歧管的最佳设计。

3. 物理实验与测试：将优化后的进气歧管进行物理实验与测试，通过测量不同工况下的进气流速、流量等参数，评估其性能优劣，进一步调整优化设计。

本文件所有内容及图片，其所有权归奇瑞汽车有限公司拥有，未经奇瑞汽车有限公司许可，不得以任何形式复制此文件（包括其中部分或整体），以及提供给第三方，否则奇瑞汽车有限公司有权追究其法律责任进气歧管总成设计指南Part Design Guideline of Intake Manifold编 制： 郭 栋 审 核： 江 雪 峰 批 准： 杨 俊 伟 日 期： 2007.9本文件所有内容及图片，其所有权归奇瑞汽车有限公司拥有，未经奇瑞汽车有限公司许可，不得以任何形式复制此文件（包括其中部分或整体），以及提供给第三方，否则奇瑞汽车有限公司有权追究其法律责任目录一 进气歧管概述 (3)1.1 进气歧管的功用................................................................................................................3 1.2适用范围.............................................................................................................................3 1.3 进气歧管的总成结构以及组成. (3)二、进气歧管开发流程 (6)2.1开发流程.............................................................................................................................6 2.2概念设计.............................................................................................................................7 2.3布置设计.............................................................................................................................7 2.4详细设计.. (8)三、进气歧管设计 (9)3.1 设计原则............................................................................................................................9 3.2 分析计算..........................................................................................................................10 3.3 参数选定..........................................................................................................................11 3.4 设计方案的选定..............................................................................................................16 3.5 材料的选择......................................................................................................................16 3.6 技术要求..........................................................................................................................17 3.7 试验验证.. (17)四、进气歧管建模.....................................................................................................17 五、进气歧管的一些先进技术 (19)5.1 我公司应用的一些先进技术..........................................................................................19 5.2 目前在世界上应用的一些先进技术 (22)六、进气歧管开发过程中的问题和解决措施 (26)6.1 进气歧管支架断裂..........................................................................................................26 6.2 摆臂脱落..........................................................................................................................27 6.3 金属进气管和支架断裂..................................................................................................27 6.4 进气歧管总成装配干涉.. (28)本文件所有内容及图片，其所有权归奇瑞汽车有限公司拥有，未经奇瑞汽车有限公司许可，不得以任何形式复制此文件（包括其中部分或整体），以及提供给第三方，否则奇瑞汽车有限公司有权追究其法律责任一 进气歧管概述 1.1 进气歧管的功用简单的来说，进气歧管是将燃油混合气送入发动机缸盖的一个组件，起到引导空气流向的作用。